慧沼一作惠沼（或惠照），俗姓劉名玄，祖籍彭城，後遷淄州，因此他亦稱淄州沼。十五歲時，高宗為新生兒子（即睿宗）祈福度僧，他就此時受度出家。

相傳他曾親近過玄奘。青年時已博通經藏，講《法華》、《般若》、《涅槃》等經。咸亨三年（672）始從窺基、普光受學。慧解超群，被稱為「山東一遍照」。他的唯識、因明諸疏，大概即在此時稟受師說漸次寫成。窺基去世（682年）後，慧沼遊行諸郡，講經二十餘年，同時寫成了《金剛般若》等經疏，和《慧日論》、《了義燈》等著作。

慧沼晚年又在義淨譯場任證義大德。唐中宗神龍三年（707）曾召義淨入宮同譯經沙門九旬坐夏，他也參加在內（見《開元錄》）。景龍四年（710）義淨於大薦福寺譯《浴像功德》等經，《根本說一切有部苾芻尼毗奈耶》等律，《唯識寶生》等論，慧沼與文綱、勝莊等同任證義。景雲二年（711）義淨於大薦福寺譯《稱讚如來功德神咒》等經，和《能斷般若論頌》等論，亦慧沼證義。慧沼所疏《金光明最勝王經》，即是義淨的新譯本。他晚年的思想受到義淨的一些影響。

慧沼於開元二年（714）十二月十七日去世（見李邕碑文後日本釋善珠記），壽六十四歲。他生平曾被驛征三次，詔講二次，補綱維大德六次，敕譯經論四次。他是慈恩宗的嫡傳，或許因此受到當時朝廷的重視。

慧沼的著作現存有十種，共四十卷：一、《金光明最勝王經疏》十卷，經文是武周長安二年（702）義淨譯。疏文也同時寫出，發揮了三乘五性的宗義，並訂正以真如為三身正因的舊說。二、《十一面神咒心經義疏》一卷，經文玄奘譯。三、《法華玄贊義決》一卷，釋窺基著《法華玄贊》中難義。四、《成唯識論了義燈》十四卷，與窺基的《成唯識論樞要》、智周的《成唯識論演秘》總稱唯識三疏，多分祖述窺基學說加以闡明補充；對圓測、道證等諸家異說一一批判。五、《因明入正理論義纂要》一卷。六、《因明入正理論義斷》二卷。七、《因明入正理論續疏》，慧沼自跋云：「於師曾獲半珠，緣闕未蒙全寶」，這是因窺基著《因明入正理論疏》到了喻過部分就絕筆了，慧沼接著做了下文的注解，所以稱為《續疏》。八、《大乘法苑義林章補闕》八卷，現存卷四、卷七、卷八。九、《能顯中邊慧日論》四卷，略名《慧日論》。十、《勸發菩提心集》三卷，第二卷中有受菩薩戒儀軌。

此外，慧沼的著作佚失了的還有《能斷金剛般若經疏》、《發菩提心論疏》等十種二十九卷。

玄奘所傳的瑜伽唯識學，由窺基的傳述，建立了以三乘五性說為主的慈恩宗，又由日沙門道昭、智通、智鳳、玄昉等傳衍至日本而建立了日本的法相宗。慈恩宗窺基是奠定者，智周為傳播者，而作為他們中間樞紐的就是慧沼。玄奘的學說雖然通過窺基等諸大弟子記錄下來，但有許多微言奧義未見得盡能一一筆之於書。同時玄奘在世時，門下對於教理的見解本來就不一致，作為繼承慈恩嫡傳的慧沼，就擔當了力排異說的任務。

慧沼的著作充滿了追求真理的精神，他為了對真理的探討，做到了「當仁不讓於師」的地步。他不但對於圓測、法寶等前輩沒有隨便妥協的態度；就是對於窺基的主張，有懷疑的地方也要求得一個是非；甚至對於玄奘的教授，也要透過思考才接受。用這種服從真理的精神來治學，是值得後人效法的。由於他的努力，進一步充實並推進了窺基的學說。在西明與慈恩的論爭中，慈恩之能得到最後勝利，慧沼起了決定性的作用。

慧沼的弟子最著名的首推智周，他從慧沼學，於西元703年和706年，先後有日本僧人智鳳、玄昉等來從他受學，回國弘傳。智周的著作，很多是輔翼或解釋慧沼的著述的。義忠、道巘、道邑、如理等當時也很出名。此外，碑序所載，還有惠沖微、惠勝說、耶含朏、惠日、福林、無著、惠融、惠祥、惠光、惠燈、惠嵩、惠先等。